中草药的亚临界萃取研究

若干中草药的亚临界CO2萃取研究

罗丹玲欧阳丹竹姜明潘永红郁露黄金凤李扬玲

黄晓玉邓文辉陆扬许俊斌周清刘忠麦灏昕

（中山大学化学与化学工程学院，99级，广州510275）

指导老师：陈六平

摘要：本文介绍了中草药亚临界CO2萃取研究的重大意义, 阐明了亚临界液体萃取的原理，阐述了用液态CO2提取中草药有效成分的实验过程。考察了夹带剂和萃取时间对产品收率的影响，对实验结果进行了分析讨论。

关键词：中草药，亚临界液体萃取，高压索氏萃取器，当归，天麻，桂圆。

1 前言

我国历史悠久、幅员辽阔，中药植物资源丰富，种类繁多，而且在长期防病治病实践中，创造和积累了丰富的经验，形成了我国独特的中医中药学理论。在新的世纪，历史对它提出新的要求。随着社会的发展，人类疾病谱也已悄然发生改变，医疗模式已经由单纯的疾病治疗转变为预防、保健、治疗、康复相结合的新模式，各种替代医学和传统医学正发挥着越来越大的作用。另一方面，由于生存环境的不断恶化，人类“回归自然”的呼声越来越高，传统医学正受到前所未有的重视。全球经济一体化进程的加快，特别是随着我国正式加入WTO，国内医药市场融入国际医药大市场的广度和深度将进一步加强，所面临跨国医药集团的竞争空前激烈。如何让具有传统优势和特色的中药大步走向世界，并永远屹立于世界优秀民族医药之林，是我们不能不面对的重大而紧迫的课题。中草药具有作用缓和，持久，疗效稳定，无副作用，价格便宜等优点，日益受到国内外市场的青睐。但我国中成药仍面临产品质量差、药效不稳定、作用机理不明确、缺乏足够的严格对照实验和客观的硬性指标等难题。要使我国中药走向世界，首先必须使其走向现代化。要实现中药的现代化，就要解决好上述的关键问题。而这些问题无一不与制药原料有关。传统的提药制药过程主要是以水和有机溶剂为溶媒，它存在多种固有缺陷，如有效成分的损失、分解、变化、有机溶剂残留等。因此，借助现代化科学技术和手段，以获取高质量的制药原料，已成为当务之急。

在最近发展起来的各种新技术中，超临界流体萃取（supercritical fluid extraction，简称为SFE）[1，2]、亚临界液体萃取技术（subcritical liquid extraction，简称为SLE）[3]尤为引人注目。SFE技术

在食品、医药、化工、能源及环境保护中得到广泛应用，如将SFE用于中药挥发油的提取[4]。然而，在筛选实验中，亚临界液体萃取是比超临界流体萃取更具吸引力的方法，它已被应用到许多实际问题中，如植物原料、土壤、聚合物等的浸出过程，

甚至是大规模的工业生产中，如在英国和澳大利亚等国

提取啤酒花的工厂。对SLE技术在中

建有用液体CO

2

草药提取中的应用进行探索和研究，必将更好地发挥

SLE的巨大潜力。

2 亚临界液体概述

2.1 亚临界液体

气、液、固是物质存在的三种状态，图1为纯物质

图1 纯物质典型的压力-温度曲线图

的压力-温度曲线图。

AT：气固平衡线；BT：液固平衡线；CT：气液平衡线；点T是气、液、固三相平衡共存的三相点。当纯物质沿气-液饱和线升温达到C点时，气、液界面消失，体系性质变得均一，不再分为气体和液体，点C称为临界点，与该点对应的温度和压力分别为临界温度T c和临界压力p c。在临界点附近，流体的性质对温度和压力的变化极为敏感，微小的温度和压力变化都会引起物质性质的极大变化。图中高于T c和p c的区域属于超临界流体状态。而相对于超临界流体，物质处于低于T c、p c的状态时则称为亚临界液体。

2.2 亚临界液体萃取的原理

与常压下的液体一样，处于高饱和压力下的液体也可作为溶剂，在亚临界状态下把亚临界液体与待分离物质相接触，使其有选择性地依次按极性大小、沸点高低、分子量大小把成分萃取出来。当需要与溶质分离时，只要将液化气体蒸出即可。亚临界液体的使用比超临界流体更方便，特别是在实验室内更具优势，因为在一个容器内就能进行萃取。同时，以液化气体作萃取剂与以超临界气体作萃取剂所得结果相近，只是在萃取物回收率或质量方面存在差别，有时可相差一个数量级。

2.3 亚临界流体萃取介质的选择

本文选择CO2作为萃取介质，因为

无色、无味、无毒。且通常条件下为气体，萃取后无溶剂残留问题，可获取纯天然中（1）CO

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药原料；

（2）CO2化学惰性，萃取过程中不产生任何副产品，可直接排入空气，无环境污染；

（3）CO2的临界温度（T c=304.21K）和临界压力（p c=7.38MPa）温和，操作上易于实现；

（4）亚临界温度在室温附近，一般不对萃取成分发生热敏降解，成分不因高温而变质，不损失味和香；

（5）可通过控制温度和压力改变其溶解度和状态，实现选择性提取分离。

2.4 被萃取物的选择

哪些中草药成分可被亚临界流体萃取，哪些不能，可通过被萃取物的熔点、沸点、蒸汽等性质粗略判断。另外被萃取物的分子量和极性大小也是关键的影响因素。本实验的目的之一就是通

中的溶解度规律，找出较有实验价值的中过选用不同的中草药作萃取实验，探索其在亚临界CO

2

草药物。本文选择当归、天麻和桂圆肉三中药材作为实验原材料。

2.5 夹带剂的选择

由于纯CO

本身的非极性特点大大限制了它的应用范围。为有效提取非脂溶性的、强极性的

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中加入夹带剂，以改变萃取流体的极性，提高萃取效率。探索重要中药有效成分，常常要在CO

2

不同夹带剂对亚临界CO

萃取的影响也是本实验的重要内容之一。本文选择CH3OH和C2H5OH

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作为萃取实验的夹带剂。

3．实验部分

3.1主要试剂及原材料

无水乙醚和无水乙醇，分析纯，广州化学试剂二厂。中草药材为：天麻，桂圆肉，当归，均系从药店购得，粉碎后直接使用。

当归为伞形科。当归属植物当归Angelica sinensi(Oliv)Diels的根性甘，辛温，有补血，活血，调经止痛，润肠通便的功效。根含挥发油，油中含正丁烯基酜内酯（n-butyli-dene, phthalide）,